大數(shù)據(jù)背景下計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革

常 娜

(南京林業(yè)大學(xué),江蘇 南京 210000)

0 引言

近年來,信息不斷普及,計算機科學(xué)高度發(fā)展,全球已經(jīng)迎來了大數(shù)據(jù)時代。 我國作為信息大國,對于相關(guān)方面的人才需求越來越多。 然而,目前計算機科學(xué)人才培養(yǎng)情況卻不容樂觀。 在教育過程中,院校對于實踐和創(chuàng)新的重視力度明顯不足。 這導(dǎo)致許多學(xué)生對于計算機相關(guān)的認(rèn)識僅停留在理論階段,實際應(yīng)用的效果不佳。 如何將理論教學(xué)融到實踐中,讓學(xué)生在掌握理論知識的同時擁有豐富的操作技能是目前研究的熱點問題。 本文在大數(shù)據(jù)時代背景下,探究了計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革方向[1]。 通過調(diào)查,本研究分析了高校計算機專業(yè)教學(xué)存在的問題,并根據(jù)這些問題建立大數(shù)據(jù)方向課程群,提出了構(gòu)建思路,給出了相應(yīng)的實踐教學(xué)培養(yǎng)方案。 本文的研究對于計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)發(fā)展有積極的意義,對于國家培養(yǎng)優(yōu)秀的大數(shù)據(jù)人才有一定的幫助。

1 大數(shù)據(jù)概念

大數(shù)據(jù)這一概念起源于美國雜志,相比于普通的數(shù)據(jù),大數(shù)據(jù)的增長速度非?？?且數(shù)量非常巨大,因此被人們稱為大數(shù)據(jù)。 可以從理論層、技術(shù)層和實踐層3 個方面將大數(shù)據(jù)應(yīng)用到教學(xué)中。

大數(shù)據(jù)的概念比較復(fù)雜,為了讓學(xué)生更好地理解大數(shù)據(jù),教師要從理論方面進(jìn)行教學(xué)。 教師通過讓學(xué)生了解大數(shù)據(jù)的特征定義,使學(xué)生對于大數(shù)據(jù)有一個更加全面的認(rèn)知,明確大數(shù)據(jù)的意義,這對于當(dāng)代信息發(fā)展有很好的價值。 學(xué)生可以通過大數(shù)據(jù)的相關(guān)概念了解大數(shù)據(jù)運行過程中的各個機制以及發(fā)展的規(guī)律,使學(xué)生可以更好地學(xué)習(xí)計算機科學(xué)技術(shù)專業(yè)的相關(guān)知識。 教師能夠讓學(xué)生深切地感受到大數(shù)據(jù)的實際應(yīng)用價值。 目前,大數(shù)據(jù)應(yīng)用的技術(shù)主要有云計算技術(shù)、儲存技術(shù)和分布式處理技術(shù)。 在收集、分析、處理、儲存過程中,大數(shù)據(jù)都有廣泛的應(yīng)用。 因此,教師可以通過讓學(xué)生了解這些技術(shù),更熟練地掌握大數(shù)據(jù)的使用方法。 將大數(shù)據(jù)應(yīng)用到教學(xué)實踐中,可以取得良好的教學(xué)效果,幫助教師優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu),使教學(xué)達(dá)到更高的水平[2]。

2 大數(shù)據(jù)背景下計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀

2.1 學(xué)生缺少教學(xué)實踐,對理論知識認(rèn)知不夠透徹

對于計算機專業(yè)的學(xué)生而言,實踐學(xué)習(xí)往往比理論學(xué)習(xí)更加重要。 換言之,實踐教學(xué)是理論教學(xué)的升華。 學(xué)生在實踐中可以更透徹地理解自己所學(xué)習(xí)的理論知識,通過梳理這些知識點,創(chuàng)新自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容。教師也可以通過實踐構(gòu)建新型教學(xué)模式,反復(fù)鍛煉學(xué)生的邏輯思維,讓學(xué)生能夠更加積極地學(xué)習(xí)計算機相關(guān)知識,主動地思考相關(guān)的問題。 然而,計算機專業(yè)教學(xué)的現(xiàn)狀并不樂觀,教師對于理論知識過于重視,卻缺少對于學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)[3]。

大數(shù)據(jù)時代對于計算機的人才要求更高,他們不僅要掌握豐富的理論知識,還要擁有極強的邏輯思維能力,在遇到問題的時候,能夠主動思考,在短時間內(nèi)確定解決問題的方法。 在實踐中成長,在實踐中創(chuàng)新,是大數(shù)據(jù)時代對于計算機人才提出的新要求。 當(dāng)前,高校對于這方面的認(rèn)知不足,導(dǎo)致計算機教育模式過于單一。 教學(xué)極少注重創(chuàng)新和實踐。 教師的教學(xué)內(nèi)容多以理論知識為主,學(xué)生雖然能夠?qū)W(xué)習(xí)的計算機知識有簡單的認(rèn)識,但是他們并不能完全透徹地了解到自己所學(xué)的理論知識在實際應(yīng)用中能取得的效果,無法深度掌握所學(xué)內(nèi)容。 據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示,當(dāng)前很多高校都沒有引進(jìn)大數(shù)據(jù)與計算機平臺,這導(dǎo)致高校教學(xué)與我國飛速發(fā)展的國情難以匹配,計算機專業(yè)的學(xué)生所學(xué)習(xí)的理論無法在實際中應(yīng)用,學(xué)生的創(chuàng)新和探索能力難以得到提高。

很多高校和教師認(rèn)為,只要讓學(xué)生在計算機上進(jìn)行操作,就可以很好地領(lǐng)悟相關(guān)知識,但是所謂的實踐,并不是在計算機按部就班作業(yè),只執(zhí)行理論基礎(chǔ)知識就可以取得理想的效果。 與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)相比,大數(shù)據(jù)的傳播形式更加復(fù)雜,大數(shù)據(jù)的內(nèi)容涉及社會各方各面,不同行業(yè)的大數(shù)據(jù)內(nèi)容不同,因此執(zhí)行模式也不同,所以教師要在進(jìn)行理論實踐時結(jié)合相關(guān)問題。 同時,教師也要對學(xué)生的自身情況進(jìn)行分析,因材施教,選擇合適的方式進(jìn)行教學(xué),使學(xué)生擁有更好的創(chuàng)造性思維[4]。

2.2 計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)模式過于陳舊

與其他專業(yè)不同,計算機專業(yè)更新速度非?？?發(fā)展日新月異,如果只選取老舊的理論知識進(jìn)行教學(xué),學(xué)生即使學(xué)成在社會上應(yīng)用機會也很少。 滯后和陳舊的教學(xué)觀念會給教學(xué)帶來很大的隱患,如果學(xué)校的教學(xué)內(nèi)容不能根據(jù)當(dāng)前的技術(shù)進(jìn)行更新,那么教學(xué)就與社會實際應(yīng)用脫節(jié),計算機知識的應(yīng)用價值也會因此降低,學(xué)生難以在社會中學(xué)以致用,這對于學(xué)生日后的就業(yè)和發(fā)展會產(chǎn)生非常不利的影響,同時,對于學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)產(chǎn)生負(fù)面影響[5]。

除此之外,教學(xué)的針對性不足,很多教師在教學(xué)過程中并沒有實際地考慮到學(xué)生的情況,建立的教學(xué)體系不夠完善,導(dǎo)致許多學(xué)生不能很好地領(lǐng)悟到所學(xué)的知識。 在提高教學(xué)效果這一方面,多樣化的教學(xué)方法發(fā)揮著極大的作用。 然而,目前計算機科學(xué)技術(shù)專業(yè)的教學(xué)模式過于單一,教師主要是以口頭授課為主,以單向輸出的方式讓學(xué)生掌握教學(xué)內(nèi)容。 這種教學(xué)模式使課堂變得極為枯燥。 長此以往,學(xué)生很難對計算機專業(yè)產(chǎn)生濃厚的興趣,課堂活躍度也會下降。 計算機的理論知識十分抽象,如果學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中注意力不集中,那么很難跟上教師的進(jìn)度,而一旦落下課業(yè),后面的知識也無法跟進(jìn),導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)業(yè)落后。 陳舊的教學(xué)模式會造成學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造能力無法提高,從綜合水平提升上來看,這種模式十分不利于學(xué)生的發(fā)展。

3 大數(shù)據(jù)背景下計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革方向

3.1 建立大數(shù)據(jù)方向課程群

在大數(shù)據(jù)背景下,計算機專業(yè)與其他專業(yè)融合更多,與不同專業(yè)融合會發(fā)展成不同的研究領(lǐng)域,這也體現(xiàn)出大數(shù)據(jù)的多樣化特征。 確定不同的專業(yè)研究方向,對于培養(yǎng)滿足社會需求崗位的人才有重要的意義。因此,學(xué)?？梢詮拇髷?shù)據(jù)方向入手,構(gòu)建課程群。 課程群包含基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程和實踐課程。 基礎(chǔ)課程主要是培養(yǎng)學(xué)生對于計算機知識的基礎(chǔ)認(rèn)知,作為入門課程基礎(chǔ)課程,包括數(shù)學(xué)知識、計算機專業(yè)知識。 學(xué)生在基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)中可以了解到計算機專業(yè)的核心技術(shù),并培養(yǎng)發(fā)散思維,這對于日后更深入地學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識,有非常重要的意義。 專業(yè)課程是基礎(chǔ)課程的提升,可以讓學(xué)生更深刻更透徹地了解自己所學(xué)的內(nèi)容,大數(shù)據(jù)方向建設(shè)的課程處理流程主要包括如下幾個部分,分別是:數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)建模和預(yù)測、數(shù)據(jù)可視化以及數(shù)據(jù)安全。 與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模式相比,大數(shù)據(jù)更容易受到黑客攻擊。因此,學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中要針對性地訓(xùn)練,確保能夠清晰流暢地了解整個處理流程,從而能夠更好地解決相關(guān)問題。 實踐課程主要是解決學(xué)生設(shè)計和動手能力偏弱這一問題,通過實訓(xùn)練習(xí),讓學(xué)生理解實踐課程所學(xué)的內(nèi)容,使學(xué)生能夠更好地適應(yīng)企業(yè)和社會的要求。

3.2 建立有效的計算機體系

目前,計算機科學(xué)理論在我國發(fā)展相對比較成熟,各個高校都有一套相對完善的計算機理論,但是這些計算機理論知識比較復(fù)雜,設(shè)定的內(nèi)容也過于固定和單一,學(xué)生很難在短時間內(nèi)理解理論體系中所展示的知識。 如果教師利用這樣的體系對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo),那么很難激發(fā)出學(xué)生的求知欲。 因此,必須建立特色計算機教學(xué)體系,讓學(xué)生從書本中走出來,通過課內(nèi)知識與課外實踐結(jié)合,探索更深的計算機學(xué)科知識奧秘,并且能夠更好、更熟練地掌握相關(guān)知識。

不同學(xué)校的情況不同,因此計算機教師要編寫一套特色的理論課程,在充分分析學(xué)生的興趣愛好后進(jìn)行分組,建立不同的制度和教學(xué)方案,以小組的方式讓學(xué)生探討交流,補充知識,提高水平。 教學(xué)過程中所建立的計算機體系并不是一成不變的,在教學(xué)過程中,很有可能會出現(xiàn)不同的問題。 教師要根據(jù)具體情況對教學(xué)體系進(jìn)行改善,確保教學(xué)體系能夠真正提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績,讓學(xué)生更加深刻地理解計算機相關(guān)知識,更好地在實踐中展示自己所學(xué)的技術(shù)。

3.3 提高實踐在計算機專業(yè)教學(xué)中的比重

在計算機教學(xué)中,實踐可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,讓學(xué)生愿意主動地去思考問題,并找出解決問題的方法,鍛煉學(xué)生的邏輯思維。 尤其是在大數(shù)據(jù)時代背景下,社會對于計算機專業(yè)人才的邏輯思維要求更高。 因此,加強實踐教學(xué)的比重對于提高教學(xué)質(zhì)量非常重要。 教師要從主觀上調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,可以利用團(tuán)隊的方式讓學(xué)生互相配合,通過策劃、實踐和總結(jié),讓學(xué)生產(chǎn)生主動學(xué)習(xí)的意識。

同時,學(xué)校也應(yīng)該完善計算機教學(xué)實踐平臺。 在充分了解自己學(xué)校的環(huán)境和情況下,給學(xué)生提供可以自由發(fā)揮的實踐平臺。 學(xué)校要時刻關(guān)注平臺的動態(tài),及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題,為學(xué)生提供良好的環(huán)境,讓學(xué)生能夠擺脫時間和空間上的限制,更好地利用教學(xué)資源。

鼓勵學(xué)生創(chuàng)立屬于自己的網(wǎng)站。 當(dāng)學(xué)生明確自己的學(xué)習(xí)興趣后,可以根據(jù)學(xué)習(xí)興趣創(chuàng)建屬于自己的網(wǎng)站,真正做到學(xué)以致用。 學(xué)生將自己的知識融到實踐后,就會看到所學(xué)知識的實際應(yīng)用效果。 教師也可以將學(xué)生制作的網(wǎng)站放到課程中,這樣不僅可以提高學(xué)生的成就感,也可以讓學(xué)生彼此交流,完善網(wǎng)站內(nèi)容。

通過綜合實訓(xùn),幫助學(xué)生夯實理論基礎(chǔ),讓學(xué)生擁有更強的實踐能力。 學(xué)生可以獨立開發(fā)Web 系統(tǒng)并設(shè)置數(shù)據(jù)庫。 教師對學(xué)生設(shè)計的內(nèi)容進(jìn)行評價,在評價中尋找學(xué)生的不足,從而提高學(xué)生的操作能力,讓學(xué)生在職場上擁有更強的競爭力。 學(xué)校要強化與企業(yè)之間的合作,定期讓學(xué)生去各大企業(yè)實習(xí),提高學(xué)生的實踐能力,為未來就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。 同時,學(xué)校要安排畢業(yè)實習(xí)。 畢業(yè)實習(xí)一般都設(shè)計在一個學(xué)期的第八周。 這樣的安排可以讓學(xué)生更加深入地了解各個單位。

學(xué)校還可以定期舉辦實踐大賽,通過大賽來激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)動力,設(shè)定賞罰制度。 如果學(xué)生能夠做出優(yōu)秀的作品,如網(wǎng)站、數(shù)據(jù)庫等,學(xué)校要給予表彰,設(shè)立獎學(xué)金,讓學(xué)生感受到計算機學(xué)科的魅力,沉浸在成功的喜悅中,從而更加積極地學(xué)習(xí)相關(guān)知識。 如果學(xué)生出現(xiàn)抄襲情況,學(xué)校也要予以批評,杜絕學(xué)生為了取得成績而抄襲,防止學(xué)生養(yǎng)成不良習(xí)慣。

3.4 更新教師的教學(xué)觀念

教師要順應(yīng)時代的發(fā)展,不斷地更新自己的教學(xué)理念,防止由于教學(xué)理念過于陳舊而導(dǎo)致學(xué)生無法將自己的知識應(yīng)用到實際生活中。 計算機專業(yè)要充分落實以人為本的教學(xué)思想,考慮學(xué)生的教學(xué)需求。 在教學(xué)設(shè)計和內(nèi)容設(shè)計中,教師要明確學(xué)生的基礎(chǔ)水平和接受能力,不同的學(xué)生個體,興趣愛好也不同。 因此,教師要提高教學(xué)設(shè)計的針對性,因材施教,只有這樣才能夠使全體學(xué)生都能夠提高學(xué)習(xí)效果。 教師要定期學(xué)習(xí),不斷溝通,不僅要與同事和學(xué)校溝通,也要與學(xué)生溝通,多方面學(xué)習(xí),只有這樣,教師才能不斷提高自己的水平。

教師要為學(xué)生樹立大數(shù)據(jù)思維,使學(xué)生能夠更好地順應(yīng)大數(shù)據(jù)時代。 在建立教學(xué)系統(tǒng)中,教師也要將大數(shù)據(jù)技術(shù)引入系統(tǒng)內(nèi)部,利用大數(shù)據(jù)的搜集、處理和分析能力,更好地掌握學(xué)生的課堂情況,并對學(xué)生的成績進(jìn)行綜合分析。 學(xué)校通過大數(shù)據(jù)技術(shù)來完善教學(xué)體系,可以提高教學(xué)水平。

4 結(jié)語

大數(shù)據(jù)時代,計算機科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用更加廣泛。國家對于計算機人才的需求量更多,越來越多的學(xué)校和企業(yè)努力提高計算機相關(guān)專業(yè)人才的水平。 大數(shù)據(jù)為高校教學(xué)帶來了新的啟迪,傳統(tǒng)的教學(xué)模式很難滿足當(dāng)前大數(shù)據(jù)時代提出的要求。 因此,對于計算機教學(xué)模式進(jìn)行改革已經(jīng)成為必經(jīng)之路。 學(xué)校在進(jìn)行計算機教學(xué)時,必須完善教學(xué)體系,加強實踐教學(xué),提高學(xué)校與企業(yè)的合作,從而保證學(xué)生所學(xué)的理論知識能夠更好地運用在實際中。